2.课时跟踪检测卷 第十章 静电场中的能量 02 七 电势差（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

本讲义聚焦电势差核心知识点，系统梳理其与电势（U_AB=φ_A-φ_B）、电场力做功（W=qU）的关系，延伸至等势面、静电平衡等应用，构建从基础概念到实际问题的学习支架。 该资料通过分层练习（基础、综合、拓展）设计，结合静电除尘、避雷针等实际情境，以科学推理（如电势高低比较）培养物理观念，课中辅助概念理解，课后帮助学生查漏补缺，提升应用能力。

七　电势差 (40分钟　70分) (选择题1~6题,8~10题,每小题6分,共54分) 【基础全面练】 1.(2025·广州高二检测)关于电势差,下列说法不正确的是 (　　) A.电势差与电势一样,是标量 B.电势差有正、负之分,是一个矢量 C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关 D.由于UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,故UAB=-UBA 【解析】选B。电势差有正、负之分,其正、负表示电势的高低,跟电势一样,是一个标量,A正确,B错误;根据UAB=可知,由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关,C正确;电场中两点间的电势差等于电势之差,由电场本身决定,具有绝对性,与零电势点的选取无关,即有UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,因此UAB=-UBA,D正确。 2.在电场中,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势的高低关系是 (　　) A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φA>φC>φB D.φC>φB>φA 【解析】选C。因为UAB=φA-φB=60 V>0,所以φA>φB。又UBC=φB-φC=-50 V<0,所以φB<φC。又UAC=UAB+UBC=60 V+(-50 V)=10 V>0,所以φC<φA,得φA>φC>φB,C项正确。 3.(2025·宿迁高二检测)电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J,在B点的电势能为0.8×10-8 J。已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量大小为1.0×10-9 C,那么 (　　) A.该电荷为负电荷 B.该电荷在A点所受的电场力比在B点所受的电场力大 C.A、B两点的电势差UAB=4.0 V D.把电荷从A移动到B,电场力做功为-4.0×10-9 J 【解析】选A。点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,而由图可知,电场线由B指向A,则A点电势低于B点电势,故该电荷一定为负电荷,故A正确;因该电场线周围的电场线分布情况未知,所以两点的场强大小无法比较,电场力大小也无法判定,故B错误;根据UAB=,得UAB= V=-4.0 V,故C错误;从A到B电场力做功WAB=EpA-EpB=1.2×10-8 J-0.80×10-8 J= 4.0×10-9 J,故D错误。 4.某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线或等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是 (　　) A.实线表示电场线 B.离d点最近的导体表面电荷密度最大 C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同 D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零 【解析】选D。处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,是等势面,所以A错误;根据等势面的疏密表示场强的强弱,则d点的场强较弱,并且电场强度越大的地方电荷密度越大,所以B错误;在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同,所以C错误;由于a、b在同一等势面上,则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零,所以D正确。 5.(2025·中山高二检测)如图甲,高压线上带电作业时电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业,头顶上方有供电线B,B的电势高于A的电势,虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面,c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法中正确的有(　　) A.在c、d、e、f四点中,c点的电场最强 B.在c、d、e、f四点中,f点的电势最低 C.将电子由d移到e电场力所做的功大于将电子由e移到f电场力所做的功 D.将某电子在d点由静止释放,它会向e点所在等势面运动 【解析】选B。依据等差等势面的疏密,可知,在c、d、e、f 四点中,f点的电场最强,故A错误;沿着电场线方向,电势降低,因B供电线的电势高于A供电线的电势,则在c、d、e、f四点中,c点的电势最高,f点的电势最低,故B正确;虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面,根据W=qU,将电子由d移到e电场力所做的功等于将电子由e移到f电场力所做的功,故C错误;将某电子在d点由静止释放,在电场力作用下,它会向c点所在等势面运动,故D错误。 6.(2025·长春高二检测)高大的建筑物上安装避雷针,阴雨天气时可避免雷击,从而达到保护建筑物的目的。如图所示,虚线是某次避雷针即将放电时,带负电的云层和避雷针之间等差等势面的分布示意图:实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹,不计该带电粒子的重力,则 (　　) A.避雷针尖端带负电 B.带电粒子带正电 C.带电粒子越靠近避雷针尖端,其加速度越小 D.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 【解析】选D。云层带负电,则避雷针尖端带正电,故A错误;根据运动轨迹可知,带电粒子所受电场力指向避雷针尖端,则带电粒子带负电;由M点到N点过程,电场力对粒子做正功,电势能减少,则带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能,故B错误,D正确;带电粒子越靠近避雷针尖端,等差等势面越密集,电场强度越大,带电粒子所受电场力越大,加速度越大,故C错误。 7.(16分)(2025·北京东城高二检测)在匀强电场中把电荷量为q=+2.0×10-9 C的点电荷从A点移动到B点,静电力做的功为WAB=1.6×10-7 J。再把这个电荷从B点移动到C点,静电力做的功为WBC=-4.0×10-7 J。 (1)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?(5分) 答案:(1)80 V　-200 V　-120 V 【解析】(1)根据静电力做的功与电势差的关系,A、B间的电势差 UAB== V=80 V 同样,根据静电力做的功与电势差的关系,B、C间的电势差 UBC== V=-200 V A、C间的电势差UAC=UAB+UBC=80 V-200 V=-120 V (2)把电荷量为q'=-1.5×10-9 C的点电荷从A点移动到C点,静电力做的功WAC'是多少?(5分) 答案:(2)1.8×10-7 J　 【解析】(2)电荷量q'=-1.5×10-9 C的点电荷,从A点移动到C点时,静电力做的功为 WAC'=q'UAC=(-1.5×10-9)×(-120) J=1.8×10-7 J (3)根据以上结果,定性地画出电场分布的示意图,并标出A、B、C三点可能的位置。(6分) 答案:(3)见解析图 【解析】(3)电场分布示意图和A、B、C三点可能的位置如图所示。 【综合应用练】 8.(多选)(2025·绵阳高二检测)如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,静电力做功为-W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有 (　　) A.Q1移入之前,C点的电势为- B.Q1从C点移到B点的过程中,所受静电力做的功为0 C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受静电力做的功为2W D.Q2在移到C点后的电势能为-4W 【解题指南】解答本题需从以下三点入手: (1)电场力做功与电势的关系; (2)电势差与电势的关系UAB=φA-φB; (3)运用公式W=qU、Ep=φq时,各量都要代入正负号。 【解析】选B、D。根据静电力做功与电势能的变化关系知Q1在C点的电势能Ep=W,根据电势的定义知C点电势φ==,A错误;在A点的电荷产生的电场中,B、C两点处在同一等势面上,Q1从C移到B的过程中,静电力做功为0,B正确;单独在A点固定电荷量为+q的点电荷时,C点电势为φ,单独在B点固定点电荷Q1时,C点电势也为φ,两点电荷都存在时,C点电势为2φ,Q2从无穷远移到C点时,具有的电势能E'p=-2q×2φ=-4W,静电力做功W'=-E'p=4W,C错误,D正确。 9.(多选)在冶金、矿山、水泥、热电厂、建材、铸造、化工、烟草等工业中,为了分离工业废气中残留的粉尘,常常会使用静电除尘设备。如图所示为某静电除尘装置的内部简化结构,已知电极端为负极,图中实线是两电极间的等差等势面,虚线是某一带电的烟尘微粒仅在电场力作用下向集尘板迁移的轨迹,A、B是轨迹上的两点,对该烟尘微粒,下列说法正确的是 (　　) A.烟尘微粒带正电 B.烟尘微粒在A点的电场强度大于在B点的电场强度 C.烟尘微粒在A点的电势能大于在B点的电势能 D.烟尘微粒在A点的速度大于在B点的速度 【解析】选B、C。烟尘微粒运动过程中受到的电场力指向轨迹的凹侧,并与场强平行,因为电极端为负极,所以由此判断,烟尘微粒受到的电场力与场强方向相反,因此烟尘微粒带负电,A错误;等差等势面的疏密表示电场的强弱,由题图可知,烟尘微粒在A点的电场强度大于在B点的电场强度,B正确;从A点运动到B点,电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以烟尘微粒在A点的电势能大于在B点的电势能,在A点的速度小于在B点的速度,即C正确,D错误。 【拓展创新练】 10.(多选)如图所示,在水平面内有三个光滑绝缘槽ab、ac和ad,a、b、c、d四点在同一个圆周上,圆心为O,Ob垂直于Oa,bc和cd弧长相等。空间存在水平方向的匀强电场,电场方向从a指向O。带电小球从a点由静止释放,分别沿ab、ac、ad槽运动到圆周上b、c、d三点,所用时间分别为t1、t2和t3,到b、c、d时的速度大小分别为v1、v2和v3,到圆周时的电势能分别为Ep1、Ep2和Ep3,bc和cd的电势差分别为U1和U2,不计小球重力,下列选项正确的是 (　　) A.t1=t2=t3 B.v1>v2>v3 C.Ep1>Ep2>Ep3 D.U1=U2 【解析】选A、C。设绝缘槽与Oa夹角为θ,圆周半径为R,由牛顿第二定律可得qEcosθ=ma,根据运动学公式有2Rcosθ=at2,联立可得t=,易知带电小球沿不同绝缘槽运动,所需时间相同,即t1=t2=t3,故A正确;小球分别到b、c、d时的过程中,静电力做功关系为Wab<Wac<Wad,又根据动能定理W=Ek,易知Ek1<Ek2<Ek3,则v1<v2<v3,故B错误;沿电场线方向,电势逐渐降低,可得φ1>φ2>φ3,由题意小球带正电,根据Ep=qφ,得Ep1>Ep2>Ep3,故C正确;U1=φ1-φ2,U2=φ2-φ3,由题图可知φ1-φ2>φ2-φ3,故U1>U2,故D错误。 - 7 - 学科网（北京）股份有限公司 $